ta/sekjur/te/2018/010 analisa optimalisasi …

45
TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI PENEMPATAN KAPASITOR BANK PADA JALUR DISTRIBUSI CHF 3 PT. BUKIT ASAM (PERSERO) TBK SKRIPSI untuk memenuhi salah satu persyaratan mencapai derajat Sarjana S1 Disusun oleh: RIDHO WIDODO 14524046 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia Yogyakarta 2018

Upload: others

Post on 28-Nov-2021

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

TA/Sekjur/TE/2018/010

ANALISA OPTIMALISASI PENEMPATAN KAPASITOR BANK PADA

JALUR DISTRIBUSI CHF 3 PT. BUKIT ASAM (PERSERO) TBK

SKRIPSI

untuk memenuhi salah satu persyaratan

mencapai derajat Sarjana S1

Disusun oleh:

RIDHO WIDODO

14524046

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknologi Industri

Universitas Islam Indonesia

Yogyakarta

2018

Page 2: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

i

LEMBAR PENGASAHAN

14-Mei-2018

Page 3: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

ii

Page 4: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

iii

Page 5: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat dan

rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi dengan judul

“ANALISA OPTIMALISASI PENEMPATAN KAPASITOR BANK PADA

JALUR DISTRIBUSI CHF 3 PT. BUKIT ASAM (PERSERO) TBK”.

Dalam penulisan laporan ini penulis menyadari banyak sekali pihak-pihak

yang membantu sehingga laporan skripsi ini dapat selsai. Oleh karena itu pada

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan segala nikmat, rahmat,

hidayah-Nya kepada penulis, sehingga dapat melaksanakan penelitian dan

mengerjakan laporan skripsi ini dengan lancar.

2. Orang tua penulis yang telah memberikan dukungan doa, moral maupun

material.

3. Bapak Hendra Setiawan selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas

Islam, Imdonesia.

4. Bapak R M Sisdarmanto Adinandra, S.T., M.Sc. selaku Sekretaris Jurusan

Teknik Elektro Universitas Islam Indonesia.

5. Bapak Wahyudi, S.T. selaku Dosen Pembimbing skripsi.

6. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan materi

dan ilmu pada saat perkuliahan ataupun di luar perkuliahan.

7. Teman-teman serta semua pihak yang sudah membantu dalam pelaksanaan

pengumpulan data dan penyusunan laporan.

Page 6: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

v

Page 7: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

vi

ABSTRAK

Beban listrik di industri lebih banyak bersifat induktif. Penggunaan beban

yang bersifat induktif dalam kapasitas besar ini dapat menyebabkan penurunan

faktor daya, memperbesar jatuh tegangan dan rugi-rugi daya. Salah satu upaya

untuk memperbaiki faktor daya, mengurangi jatuh tegangan dan juga rugi-rugi daya

dilakukan dengan pemasangan kompensasi daya reaktif yang cukup dalam sistem

tersebut. Penelitian ini dilakukan pada jaringan distribusi CHF 3 PT Bukit Asam

(Persero) Tbk dengan beban terbesar berupa motor induksi. Metode penelitian yang

digunakan dengan menghitung kebutuhan daya reaktif keseluruhan dalam sistem

agar nilai faktor daya lebih besar dari 0,95 lagging. Lokasi penempatan kompensasi

daya reaktif dibandingkan antara global compensation dengan group

compensation. Parameter yang diamati adalah faktor daya, besarnya jatuh tegangan

di setiap bus dan rugi rugi daya total dalam sistem. Perhitungan parameter dengan

menggunakan bantuan perangkat lunak ETAP 12.6. Analisis ekonomi dilakukan

terhadap penambahan kompensasi daya reaktif tersebut. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa pemasangan kompensasi daya reaktif di global compensation

sebesar 1300 kVAR menghasilkan faktor daya 0,96 lagging, total rugi rugi daya

sebesar 62,7 kW, tegangan terendah pada bus 37 sebesar 19.8 kV dan biaya

pemasangan Rp. 864.000.000,-. Sedangkan pemasangan kompensai daya reaktif di

group compensation sebesar 1304 kVAR menghasilkan faktor daya 0,96 lagging,

total rugi rugi daya sebesar 57 kW, tegangan terendah pada bus 37 sebesar 19.811

kV dan biaya pemasangan sebesar Rp. 836.680.000,-.

Kata Kunci : daya reaktif, faktor daya, jatuh tegangan, rugi-rugi daya, ekonomi.

Page 8: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGASAHAN ..................................................................................... i

PERNYATAAN .................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv

ABSTRAK ............................................................................................................. vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. ix

DAFTAR TABEL .................................................................................................... x

BAB I ....................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 1

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 2

1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

BAB II ...................................................................................................................... 3

2.1 Studi Literatur ........................................................................................... 3

2.2 Tinjauan Teori .......................................................................................... 3

2.2.1 Daya ....................................................................................................... 4

2.2.2 Faktor Daya ........................................................................................... 5

2.2.3 Kapasitor Bank ...................................................................................... 6

2.2.4 Metode Pemasangan Kapasitor Bank .................................................... 7

2.2.5 Perhitungan Tarif Daya Listrik .............................................................. 8

BAB III .................................................................................................................. 11

Page 9: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

viii

BAB IV .................................................................................................................. 13

4.1 Data Beban.............................................................................................. 13

4.2 Aliran Daya ............................................................................................. 16

4.3 Perbaikan Faktor Daya ........................................................................... 18

4.4 Profil Tegangan ...................................................................................... 22

4.5 Perbaikan Rugi Rugi Daya ..................................................................... 24

4.6 Nilai Ekonomi ......................................................................................... 24

BAB V .................................................................................................................... 28

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 28

5.2 Saran ....................................................................................................... 29

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 30

LAMPIRAN...........................................................................................................31

Page 10: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Segitiga daya ....................................................................................... 4

Gambar 2.2 Perbaikan faktor daya menggunakan kapasitor bank .......................... 6

Gambar 2.3 Metode pemasagan kapasitor bank secara global compensation ........ 7

Gambar 2.4 Metode pemasagan kapasitor bank secara group compensation ......... 8

Gambar 2.5 Metode pemasagan kapasitor bank secara individual compensation .. 8

Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian ......................................................... 11

Gambar 4.1 Diagram segaris simulasi CHF 3 ....................................................... 16

Gambar 4.2 Hasil simulasi aliran daya tanpa kapasitor bank ............................... 17

Gambar 4.3 Hasil simulasi aliran daya dengan kapasitor bank global compensation

............................................................................................................................... 19

Gambar 4.4 Hasil simulasi aliran daya dengan kapasitor bank grup compensation

............................................................................................................................... 21

Page 11: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tarif daya listrik ....................................................................................... 9

Tabel 4.1 Data beban pada daerah briket baru ....................................................... 13

Tabel 4.2 Data beban SBS .................................................................................... 13

Tabel 4.3 Data beban pada daerah SUB I .............................................................. 14

Tabel 4.4 Data beban pada daerah SUB III............................................................ 15

Tabel 4.5 Data beban pada daerah SUB II ............................................................. 15

Tabel 4.6 Data beban pada daerah SUB IV ........................................................... 15

Tabel 4.7 Nilai kompensasi daya reaktif dan kapasitor disubdistribusi ................. 20

Tabel 4.8 Perbandingan profil faktor daya ............................................................. 22

Tabel 4.9 Perbandingan profil tegangan ................................................................ 23

Tabel 4.10 Daftar harga perancangan kapasitor bank ............................................ 25

Tabel 4.11 Perhitungan biaya kapasitor bank ........................................................ 25

Tabel 4.12 Penghematan daya aktif dan reaktif kapasitor bank............................. 26

Tabel 4.13 Tabel keuntungan pemasangan kapasitor bank .................................... 27

Page 12: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Listrik adalah perpindahan elektron negatif ke positif atau sebaliknya yang

menghasilkan suatu energi, dan energi inilah yang digunakan untuk berbagai

macam kebutuhan, baik itu kebutuhan komersial maupun kebutuhan industri.

Energi listrik ini berasal dari berbagai macam bentuk energi lain. Misalnya energi

gerak berubah menjadi energi listrik. Energi gerak berasal dari berbagai sumber

misalnya angin, air, dan uap. Energi gerak tersebut digunakan untuk menggerakan

turbin generator. Uap sebagai penggerak turbin generator ini berasal dari

pengubahan zat cair menjadi gas, yang harus membutuhkan energi panas untuk

mengubah zat tersebut. Salah satu energi panas adalah dengan pembakaran

batubara. Batubara ini digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi

uap yang dapat memutar turbin generator.

Banyak perusahan yang bergerak dibidang industri untuk kegiatan

operasionalnya menggunakan motor listrik yang berkapasitas besar. Penggunaan

motor listrik yang berkapasitas besar ini akan mempengaruhi besarnya faktor daya

pada sistem kelistrikan di perusahaan tersebut. Nilai faktor daya yang kecil ini akan

mengakibatkan enrgi yang dikirimkan kebeban tidak dipakai seutuhnya oleh beban,

yang mengakibatkan rugi-rugi daya. Sedangkan nilai faktor daya yang besar (nilai

maksimum faktor daya = 1) akan membuat daya yang dikirim dari pembangkit

untuk beban ini akan dipakai seutuhnya, sehingga tidak terjadi rugi-rugi daya. Hal

inilah yang melatar belakangi penelitian ini untuk membahas tentang perbaikan

fakor daya dengan menggunakan kapasitor bank pada jaringan distribusi di

perusahaan industri yang menggunakan banyak beban motor listrik.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini yaitu :

1. Perlunya meningkatkan nilai faktor daya untuk mengurangi rugi-rugi daya yang

disebabkan oleh beban motor listrik.

Page 13: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

2

2. Diperlukannya kapasitor bank untuk memperbaiki nilai faktor daya, mengurangi

rugi-rugi daya dan memperbaiki profil tegangan yang disebabkan oleh beban

induktif.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penilitian ini yaitu untuk mencari nilai kapasitor bank dan

penempatan kapasitor bank yang tepat, dengan memepertimbangkan nilai faktor

daya, rugi-rugi daya, profil tegangan dan membandingkan nilai ekonomi dari

penempatan kapasitor bank.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Dapat menghitung nilai daya reaktif yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor

daya pada beban motor listrik.

2. Mengetahui nilai kapasitor bank yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor

daya pada beban motor listrik.

3. Dapat mengetahui penempatan kapasitor bank yang paling optimal dengan

membandingkan nilai faktor daya, profil tegangan, rugi-rugi daya dan nilai

ekonominya.

4. Dengan menggunakan nilai kapasitor bank yang tepat maka akan mengurangi

rugi-rugi daya yang disebabkan oleh motor listrik.

1.5 Batasan Masalah

Masalah yang dibahas pada penelitian ini dibatasi pada perancangan kapasitas

daya reaktif kapasitor bank dan penempatan kapasitor bank yang baik pada beban

motor listrik yang terdapat di jalur distribusi CHF 3 PT Bukit Asam (Persero) Tbk.

Page 14: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Studi Literatur

Dalam melakukan penelitian sangat dibutuhkan data-data yang mendukung

suatu penelitian untuk melakukan analisa aliran daya. Data-data yang dibutuhkan

untuk melakukan simulasi one line diagram pada ETAP yaitu data daya pemakain,

data beban trafo, dan juga data jaringan. Data inilah yang nantinya akan digunakan

pada ETAP untuk melakukan simulasi yang sesuai dengan keadaan, dan juga

spesifikasi peralatan di lapangan. Setelah melakuakn simulasi load flow analysis

pada ETAP. Hasil dari analysis inilah yang akan menjadi dasar untuk melakukan

penentuan lokasi, ukuran, dan jumlah kapasitor yang akan digunakan[5].

2.2 Tinjauan Teori

Peningkatan yang terjadi pada kebutuhan dan pemakain listrik yang baik dari

segi kualitas dan kuantitas adalah salah satu faktor mengapa perusahaan penyedia

listrik perlu memberi perhatian terhadap isu kualitas daya listrik. Terlebih pada

konsumen perindustrian yang membutuhkan daya listrik yang baik dari segi

kontinuitas dan juga kualitas tegangan yang disuplai untuk mesin-mesin pada

perindustrian. Karena mesin-mesin perindustrian ini sangat sensitif terhadap

lonjakan atau ketidak stabilan tegangan yang terjadi pada aliran daya listrik.

Kualitas daya listrik ini merupakan gambaran bagus atau tidaknya suatu sistem

tenaga listrik dalam mengatasi gangguan pada sistem tersebut [1].

Masalah yang timbul karena kualitas daya yang tidak baik akan mengkibatkan

masalah lonjakan atau perubahan tegangan, arus dan frekuensi yang akan

menimbulkan kegagalan pada peralatan sistem tenaga listrik. Kegagalan tersebut

akan merusak peralatan sistem tenaga listrik baik dari sisi pengirim maupun dari

sisi penerima. Untuk mengatasi masalah tersebut maka harus mempunyai sistem

tenaga listrik yang baik [1].

Page 15: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

4

2.2.1 Daya

Daya adalah suatu energi yang diperlukan dalam melakukan usaha. Daya dalam

sistem tenaga listrik memiliki satuan Watt, yang merupakan perkalian dari tegangan

(volt) dengan arus (ampere). Sehingga besarnya daya dapat dihitung dengan :

𝑃 = 𝑉 × 𝐼 (2.1)

Dengan nilai :

P = daya (Watt)

V = tegangan (Volt)

I = arus (Ampere)

Daya dibagi menjadi tiga yaitu daya aktif, daya reaktif dan daya semu. Untuk

perhitungan dari ketiga daya tersebut dapat kita lakukan dengan persamaan

dibawah ini :

a. Daya aktif (watt) = 𝑉 × 𝐼 × 𝐶𝑜𝑠 𝜃 (2.2)

b. Daya reaktif (VAR) = 𝑉 × 𝐼 × 𝐶𝑜𝑠 𝜃 (2.3)

c. Daya semu (VA) = √𝑃2 + 𝑄2 (2.4)

Dengan nilai :

P = daya aktif (watt)

Q = daya reaktif (VAR)

S = daya semu (VA)

cos 𝜃 = faktor daya

Gambar 2.1 Segitiga Daya

Page 16: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

5

2.2.2 Faktor Daya

Faktor daya (cos phi) adalah perbandingan antara daya aktif dan daya reaktif

yang digunakan pada sistem Alternating current (AC) atau beda fase antara

tegangan dan arus. Besarnya nilai faktor daya dapat ditentukan dengan rumus :

𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑎𝑦𝑎 =Daya aktif (P)

Daya semu (S)

= V I cos θ

V I

= cos 𝜃 (2.5)

Faktor daya merupakan besaran yang menunjukan besar efisiensi dalam

menyalurkan daya yang akan digunakan. Faktor daya yang baik mendekati angka 1

dan sebaliknya faktor daya yang buruk turun yang mendekati nilai 0. Apabila faktor

daya jelek maka sistem akan membangkitkan daya yang lebih besar untuk

memenuhi permintaan daya aktif. Faktor daya yang rendah ini dapat disebabkan

oleh pengoperasian beban induktif yang diakibatkan oleh motor induksi dan unit

lain yang memerlukan arus magnetisasi yang aktif. Tiga jenis faktor daya dalam

sistem kelistrikan yaitu :

a. Faktor daya mendahului (leading) dapat dipengaruhi dengan kondisi beban,

dimana tegangan dijadikan referensi untuk menetukan keadaan leading atau

lagging. Faktor daya leading apabila arus mendahului tegangan sebesar 𝜃°.

Sehingga beban akan memberikan daya reaktif.

b. Faktor daya tertinggal (lagging) dapat dipengaruhi dengan kondisi beban,

dimana tegangan dijadikan referensi untuk menetukan keadaan leading atau

lagging. Faktor daya lagging apabila arus tertinggal dari tegangan sebesar 𝜃°.

Sehingga beban akan menyerap daya reaktif.

c. Faktor daya unity adalah pada saat nilai cos 𝜃 = 1, dan tegangan sephasa dengan

arus, faktor daya unity akan terjadi apabila beban bersifat resistif murni.

Page 17: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

6

Gambar 2.2 Perbaikan Faktor Daya Menggunakan Kapasitor [2]

Besarnya nilai faktor daya pada keadaan lagging adalah

cos 𝜃 =𝑃

𝑆 (2.6)

Perbaikan faktor daya juga dapat dilakukan dengan metode perhitungan segitiga

daya, yaitu:

𝑄1 = √𝑆12 − 𝑃2 (2.7)

𝑄2 = √𝑆22 − 𝑃2 (2.8)

𝑄𝑐 = 𝑄1 − 𝑄2 (2.9)

Untuk menentukan nilai kapasitor bank dari setiap stepnya maka dapat dilakukan

dengan perhitungan seperti persamaan (2.10).

𝑄𝑠𝑡𝑒𝑝 = 𝑄𝑐 (𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙)

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑡𝑒𝑝 (2.10)

Kemudia untuk mengetahui nilai dari kapasitor kita dapat menggunakan persamaan

(2.11).

𝐶 = 𝑄

−𝑉2 𝑋 2 𝜋 𝐹 (2.11)

2.2.3 Kapasitor Bank

Kapasitor bank adalah rangkaian yang terdiri dari beberapa rangkaian kapasitor.

Kapasitas dalam suatu unit kapasitor menyatakan besar daya reaktif yang dihasilkan

pada tegangan dan frekuensi nominalnya, yang satuannya adalah VAR. Kapasitor

bank ini juga sering disebut dengan kapasitor daya karena penggunaannya pada

Page 18: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

7

daya yang besar untuk memperbaiki faktor daya pada sistem peralatan listrik.

2.2.4 Metode Pemasangan Kapasitor Bank

Pemasangan kapasitor bank dilakukan dengan 3 cara yaitu metode global

compensation, group compensation, dan individual compensation [1].

a. Global compensation adalah metode yang dilakukan dengan menempatkan

kapasitor bank pada pusat sistem distribusi, akibatnya arus yang mengalir turun

hanya diantara sistem pusat distribusi dan transformator sehingga arus setelah

lewat sistem distribusi tidak dipengaruhi. Kelebihan dari metode ini yaitu

pemanfaatan kompensasi daya dari kapasitor lebih baik karena beban tidak

bekerja secara bersamaan dan biaya untuk perawatan dari kapasitor lebih rendah.

Untuk lebih jelas penempatan kapasitor bank global compensation dapat dilihat

pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Metode Pemasagan Bank Kapasitor Secara Global Compensation

b. Group compensation adalah metode ini dilakukan dengan cara memasang

kapsitor bank pada subdistribusi. Metode ini lebih baik dipasang pada beban

lebih dari ribuan kVA. Kelebihan dari metode ini adalah biaya pemasangan yang

rendah tetapi kapasitas pemasangan dapat dipakai sepenuhnya. Kelemahan dari

metode ini adalah perlunya pemasangan kapasitor bank pada setiap subdistribusi

dan hanya memberikan kompensasi secara upstream. Untuk lebih jelas

penempatan kapasitor bank group compensation dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Page 19: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

8

Gambar 2.4 Metode Pemasagan Bank Kapasitor Secara Group Compensation

c. Individual compensation adalah metode ini dilakukan denagan cara memasang

kapasitor bank pada setiap beban. Metode ini lebih baik karena langsung terpakai

oleh beban langsung. Kelebihan dari metode ini yaitu meningkatkan kapasitas

daya pada saluran, mengurangi jatuh tegangan pada saluran kemudian

penyakelaran antara kapasitor dan beban dapat dilakukan secara bersamaan.

Kelemahan dari metode ini yaitu biaya pemasangan kapasitor yang mahal,

kapasitas kapasitor tidak seutuhnya terpakai, arus transien yang tinggi karena

penyakelaran yang bersamaan. Untuk lebih jelas penempatan kapasitor bank

individual compensation dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Metode Pemasagan Bank Kapasitor Secara Individual Compensation

2.2.5 Perhitungan Tarif Daya Listrik

Tarif daya listrik (TDL) adalah harga yang telah ditetapkan oleh pemerintah

untuk pelanggan listrik dari perusahaan listrik negara (PLN). Tarif daya listrik ini

Page 20: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

9

dibagi menjadi dua golongan yaitu golongan tarif daya listrik subsidi dan golongan

tarif daya listrik non subsidi. Untuk golongan tarif daya listrik yang mendapatkan

subsidi yaitu golongan pemakain listrik pada rumah tangga yang dibawah 900 VA

sedangkan penggunaan diatas 900 VA tidak mendapatkan subsidi. Untuk lebih jelas

dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tarif daya listrik [3]

NO GOL. TARIF BATAS DAYA

BIAYA PEMAKAIAN

(Rp/kWh) DAN BIAYA

kVARH (Rp/kVARh)

1 R-1/TR 900 VA-RTM 1352

2 R-1/TR 1300 VA 1467,28

3 R-1/TR 2200 VA 1467,28

4 R-2/TR 3500 VA- 5500 VA 1467,28

5 R-2/TR > 6600 VA 1467,28

6 B-2/TR 6600VA - 200 kVA 1467,28

7 B-3/TM > 200 kVA

Blok WPB = K X 1035,78

Blok LWBP = 10,5,78

kVARh = 1114,74

8 I-3/TM > 200 kVA

Blok WPB = K X 1035,78

Blok LWBP = 10,5,78

kVARh = 1114,74

9 I-4/TT > 30000 kVA

Blok WPB dan

Blok LWBP = 996,74

kVARh = 996,74

10 P-1/TR 6600VA - 200 kVA 1467,28

11 P-2/TM > 200 kVA

Blok WPB = K X 1035,78

Blok LWBP = 10,5,78

kVARh = 1114,74

12 P-3/TR

1467,28

13 L/TR,TM,TT

1644,52

Page 21: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

10

PT Bukit Asam (persero) Tbk termaksud dalam golongan tarif industri yang

menggunakan daya dari PLN sebesar 20 MW yang berarti dalam golongan tarif I-

3/TM. Berdasarkan tarif daya listrik pada Tabel 2.1 dapat dilakukan perhitungan

dengan menggunakan persaamaan 2.12 dan 2.13 dibawah ini :

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑊𝐵𝑃 = 𝐾 × 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 (𝑅𝑝/𝑘𝑊ℎ) × 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 (𝑘𝑊) ×

𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 (2.12)

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝐿𝑊𝐵𝑃 = 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 (𝑅𝑝/𝑘𝑊ℎ) × 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 (𝑘𝑊) ×

𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 (2.13)

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑊𝐵𝑃 + 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝐿𝑊𝐵𝑃 (2.14)

Dengan nilai :

Biaya WBP = Biaya waktu beban puncak.

Biaya LWBP = Biaya luar waktu beban puncak.

K = 1.4 ≤ K ≥ 2, faktor perbandingan antara harga WBP dan LWBP

Berdasarkan ketetapan dari PLN.

Karena PT Bukit Asam (Persero) Tbk termaksud dalam golongan I-3/TM maka

apabila faktor daya berada dibawah 0.85 lagging akan dikenakan denda biaya

kVAR. Untuk mengetahui denda yang harus dibayar dapat menggunakan

persamaan 2.15 dibawah ini :

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝐾𝑉𝐴𝑅 = 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 (𝑅𝑝/𝑘𝑉𝐴𝑅ℎ) ×

𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 (𝑘𝑉𝐴𝑅) × 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 (2.15)

Page 22: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

11

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Metode ini akan menerangkan tetang jalannya penelitian yang akan dilakukan

nantinya.

Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian

Page 23: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

12

Gambar 3.1 menunjukan diagram alir penelitian yang dilakukan. Dalam

melakukan penelitian ini dibutuhkan data-data yang mendukung untuk melakukan

analisa aliran daya. Data yang diperlukna untuk membuat one line diagram pada

ETAP antara lain data daya yang terpasang, data trafo, data beban dan data jaringan.

Data inilah yang nantinya akan disimulasikan oleh ETAP agar sesuai dengan yang

ada di lapangan. Kemudiasn dijalankan load flow analysis pada ETAP. Hasil load

flow analysis dari ETAP akan dijadikan dasar dalam menetukan lokasi kapasitor

bank, ukuran, jumlah unit kapasitor dan juga nilai ekonominya.

Setelah melakukan simulasi load flow analysis pada ETAP tanpa menggunakan

kapasitor maka selanjutnya dilakukan load flow analysis menggunakan kapasitor

bank. Pada penelitian ini menerapkan 2 metode penempatan kapasitor bank yaitu

penempatan kapasitor secara global compensation dan group compensation.

Setelah menjalankan load flow analysis pada ETAP dengan menggunakan kapasitor

bank maka akan didapatakan data berupa faktor daya, profil tegangan dan losses.

Hasil dari ketiga load flow analysis ini akan dibandingkan berdasarkan faktor

daya, profil tegangan, losses dan juga faktor ekonominya. Dengan

mempertimbangkan dari keempat faktor tersebut maka optimalisasi penempatan

kapasitor bank yang baik dapat diketahui.

Page 24: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

13

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Beban

Data beban yang digunakan diperusahaan PT Bukit Asam (Persero) Tbk akan

ditampilkan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.6 dibawah ini :

Tabel 4.1 Data Beban Pada Daerah Briket Baru

Jenis Beban Trafo (kVA) Beban (kW) Tegangan (V)

Motor Induksi 1

1000

340 380

Penerangan 1 85 220

Motor Induksi 2 1250 510 380

Penerangan 2 127,5 220

Motor Pompa KSB 700 355 500

Tabel 4.2 Data Beban SBS

Jenis Beban Trafo (kVA) Beban (kW) Tegangan (V)

Motor CV-4

500

45 380

Motor CV-5 55 380

Motor RF-1 90 380

M4 0,75 380

Page 25: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

14

Tabel 4.3 Data Beban Pada Daerah SUB I

Jenis Beban Trafo (kVA) Beban (kW) Tegangan (V)

Motor Feeder

Breaker 1

1000

150 380

Motor Feeder

Breaker 2 150 380

Motor Heat

Exchanger 0,75 380

Motor CV-1 55 380

Motor CV-2 55 380

Motor CV-3 55 380

Motor Magnet

Trolley CV-1 9 380

Motor Magnet

Trolley CV-2 9 380

Motor Belt Flow

CV-3 1,65 380

Motor Pompa Air 37 380

Motor SBR 200 100 380

Page 26: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

15

Tabel 4.4 Data Beban Pada Daerah SUB III

Jenis Beban Trafo (kVA) Beban (kW) Tegangan (V)

Motor CV-5 1000 500 380

Penerangan 160 90 220

Tabel 4.5 Data Beban Pada Daerah SUB II

Jenis Beban Trafo (kVA) Beban (kW) Tegangan (V)

Motor CV-4

500

150 380

Motor RF-1 9 380

Motor RF-2 9 380

Motor RF-3 9 380

Motor Magnet

Trolley CV-4

9 380

Tabel 4.6 Data Beban Pada Daerah SUB IV

Jenis Beban Trafo (kVA) Beban (kW) Tegangan (V)

Motor CV-6

500

315 380

Motor Load Cut

Hydraulic 37 380

Motor Washdown

Pump 18,5 380

Page 27: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

16

4.2 Aliran Daya

Pada sistem operasionalnya PT Bukit Asam (Persero) Tbk menggunakan dua

buah sumber daya listrik, yaitu pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) milik

perusahaan yang mempunyai kapasitas sebesar 3 × 10 MW dan menggunakan

cadangan tenaga listrik PLN dengan kontrak daya sebesar 20 MW tegangan 20 kV.

Langkah awal untuk melakukan simulasi yaitu dengan memasukan data yang ada

di Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.6 dan membuat rangkaian jaringan seperti yang

ada diperusahaan PT Bukit Asam (Persero) Tbk pada jalur CHF 3.

Gambar 4.1 Diagram segaris simulasi CHF 3

Page 28: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

17

Setelah membuat diagram segaris dan memasukan data yang ada langkah

selanjutnya adalah melakukan simulasi pada program ETAP. Simulasi ini

dilakukan untuk mengetahui aliran daya dari sumber PLTU maupun dari PLN

kebeban CHF 3. Gambar 4.2 dibawah ini merupakan hasil dari simulasi aliran daya

pada jaringan CHF 3 sebelum menggunakan kapasitor bank.

Gambar 4.2 Hasil simulasi aliran daya tanpa kapasitor bank

Page 29: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

18

Berdasaarkan dari hasil perhitungan aliran daya dengan menggunakan data dari

ETAP, daya aktif yang mengalir sebesar 3377.15 kW dan daya reaktif sebesar

2146.1036 kVAR dengan faktor daya sebesar 0.844 lagging. Terlihat bahwa

sebelum adanya kompensasi daya reaktif dari kapasitor bank nilai faktor daya dari

sistem tersebut masih rendah yaitu dibawah ketetapan PLN yaitu sebesar 0.85.

penelitian ini akan membandingkan 2 metode pemasangan kapasitor bank yaitu

metode pemasangan global compensation dan metode pemasangan group

compensation dengan mempertimbangkan nilai faktor daya, losses, profil tegangan,

dan juga dari faktor ekonominya.

4.3 Perbaikan Faktor Daya

Perbaikan faktor daya dilakukan dengan cara meningkatkan nilai cos phi.

Penelitian ini membandingkan 2 metode penenmpatan kapasitor bank yaitu

penempatan kapasitor global compensation dan penempatan kapasitor group

compensation. Berdasarkan hasil simulasi aliran daya sebelum adanya kapasitor

bank yaitu daya aktif yang mengalir sebesar 3377.15 kW dan daya reaktif sebesar

2146.1036 kVAR dengan faktor daya 0.844 lagging.

A. Penempatan kapasitor bank global compensation

Pada penempatan kapasitor bank global compesation ini langkah pertama yang

dilakukan adalah menetapkan faktor daya yang diinginkan. Pada penelitian ini

menetapkan faktor daya minimal 0.95 lagging dikarenakan nilai cos phi yang baik

ketika mendekati nilai 1 dan juga untuk mengantisipasi apabila ada beberapa beban

yang tidak beroperasi sehingga faktor daya masih dalam kondisi normal [8].

Berdasarkan hasil simulasi sebelum adanya kapasitor bank Ptotal = 3377.15 kW,

Qtotal = 2146.1036 kVAR, faktor daya = 0.844 lagging dan Stotal = 4001.3626 kVA.

Untuk mendapatkan nilai faktor daya minimal 0.95 lagging maka diperlukan

kompensasi daya reaktif. Untuk mengetahui kompensasi daya reaktif yang

dibutuhkan dapat dilakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan (2.6),

(2.7), (2.8) dan (2.9) sehingga didapatkan kompensasi daya reaktif sebesar 1300

kVAR.

Page 30: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

19

Pada penelitian ini menentukan pembagian menjadi 3 step terhadap bank

kapasitor, yang artinya kapasitor bank ini bekerja dengan tiga tahapan, dimana yang

bekerja awal adalah step pertama, bila step pertama kurang untuk mengkompensasi

daya reaktif yang dibutuhkan maka step kedua akan bekerja dan bila step kedua

masih kurang untuk mengkompensasi daya reaktif yang dibutuhkan maka step

ketiga akan bekerja. Dengan menggunakan persamaan (2.10) maka didapatkan nilai

kompensasi daya reaktifnya sebesar 433 kVAR pada setiap stepnya dan untuk

mengetahui nilai kapasitor bank pada setiap stepnya kita dapat menggunakan

persamaan (2.12) yang hasilnya sebesar 3.44 × 10-6 farad.

Gambar 4.3 Hasil simulasi aliran daya dengan kapasitor bank global

compensation

Page 31: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

20

Berdasarkan simulasi pemasangan kapasitor global compensation faktor daya

akhir menjadi 0.961 lagging yang didapatkan dari perhitungan segitiga daya seperti

pada persamaan (2.6), (2.7), (2.8), (2.9) dan (2.10) yang sebelum pemasangan

kapasitor bank mempunyai faktor daya 0.844 lagging.

B. Penempatan kapasitor bank group compensation

Pada penempatan kapasitor bank group compensation ini dibagi menjadi 6

tempat antara lain : subdistribusi briket baru, subdistribusi SBS, subdistribusi I,

subdistribusi II, subdistribusi III dan subdistribusi IV.

Dengan penempatan kapasitor bank group compensation ini maka langkah

pertama adalah membuat kelompok beban yang terhubung pada bagian

subdistribusi, kemudian dilakukan perhitungan beban total pada bagian beban yang

terhubung pada jaringan subdistribusi tersebut dengan menggunakan persamaan

(2.6), (2.7), (2.8), (2.9), (2.10), (2.11) sehinggan didapatkan hasil seperti pada

tabel 4.7.

Tabel 4.7 Nilai kompensasi daya reaktif dan kapasitor group compensation

NO Posisi kapasitor bank Kompensasi daya

reaktif Nilai capasitor

1 Subdistribusi briket baru 521 kVAR 4.14 × 10-6 farad

2 Subdistribusi SBS 85 kVAR 1.69 × 10-3 farad

3 Subdistribusi I 257 kVAR 2.046 × 10-6 farad

4 Subdistribusi II 72 kVAR 1.41 × 10-3 farad

5 Subdistribusi III 216 kVAR 1.72 × 10-6 farad

6 Subdistribusi IV 153 kVAR 3.05 × 10-3 farad

Page 32: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

21

Gambar 4.4 Hasil simulasi aliran daya dengan kapasitor bank group compensation

Page 33: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

22

Berdasarkan simulasi pemasangan kapasitor bank pada group compensation ini

faktor daya total pada seluruh beban menjadi 0.961 lagging yang didapatkan dari

perhitungan segitiga daya seperti pada persamaan (2.6), (2.7), (2.8), (2.9) dan (2.10)

yang sebelum pemasangan kapasitor bank mempunyai faktor daya 0,84 lagging.

pemasangan kapasitor bank group compensation dan global compensation

mempunyai faktor daya yang sama yaitu sebesar 0.961 lagging. Untuk hasil dari

perbandingan faktor daya dari sebelum pemasangan kapasitor bank, setelah

pemasangan kapasitor bank global compensation dan group compensation dapat

dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8 Perbandingan profil faktor daya

Lokasi perbaikan faktor

daya

Penempatan kapasitor bank

Tanpa

kapasitor

Global

compensation

Group

compensation

Subdistribusi briket

baru 0,851 0,851 0,963

Subdistribusi SBS 0,82 0,82 0,962

Subdistribusi I 0,833 0,833 0,959

Subdistribusi II 0,845 0,845 0,959

Subdistribusi III 0,851 0,851 0,963

Subdistribusi IV 0,833 0,833 0,957

Faktor daya akhir 0,844 0,961 0,961

Berdasarkan Tabel 4.8 untuk pemasangan kapasitor bank global compensation

hanya terjadi perbaikan faktor daya pada cos phi akhir saja dan pada setiap lokasi

subdistribusi tidak mengalami perbaikan faktor daya. Sedangkan pemasangan

kapasitor bank group compensation mengalami perbaikan faktor daya pada semua

jaringan subdistribusi dan juga pada faktor daya akhir. Itu disebabkan karena

pemasangan kapasitor bank global compensation hanya berada disatu titik yaitu di

pusat jaringan distribusi sedangkan pemasangan kapasitor bank group

compensation tersebar pada setiap jaringan subdistribusi di CHF 3.

4.4 Profil Tegangan

Jatuh tegangan adalah besarnya tegangan yang hilang dalam suatu pengahantar.

Dengan simulasi yang dilakukan di ETAP dapat mebandingkan profil tegangan

Page 34: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

23

yang terjadi sebelum pemasangan kapasitor, setelah pemasangan kapasitor pada

global compensation dan pemasangan kapasitor pada group compensation. Dengan

demikian dapat dilihat profil tegangan yang paling rendah diantara dua metode

tersebut. Untuk lebih jelas perbandingan profil tegangan antara sebelum

pemasangan kapasitor bank, setelah pemasangan kapasitor bank dengan metode

group compensation dan global compensation dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9 Perbandingan profil tegangan

NO lokasi Vdtanpa

kapasitor (%)

Vd kapasitor bank

Global

Compensation(%)

Vd kapasitor bank

Group compensation

(%)

1 Bus 11 0,56 0,49 0,49

2 Bus 9 3,76 3,76 2,29

3 Bus 16 0,22 0,22 0,19

4 Bus 17 0,3 0,3 0,27

5 Bus 18 1,98 1,97 1,97

6 Bus 19 0 0 0

7 Bus 20 2,48 2,47 2,47

8 Bus 32 0,22 0,22 0,2

9 Bus 48 1,94 1,94 1,94

10 Bus 47 2,43 2,43 2,43

11 Bus 34 3,62 3,62 1,46

12 Bus 37 0,07 0,07 0,06

13 Bus 36 1,86 1,86 1,17

14 Bus 39 2,93 2,93 2,93

15 Bus 40 2,4 2,4 2,4

Berdasarkan Tabel 4.9 hasil dari simulasi pada ETAP bisa dilihat, pemasangan

kapasitor bank ini dapat memperbaiki profil tegangan yang terjadi pada system

kelistrikan. Yang dimana ketetapan PLN yaitu untuk kenaikan tegangan sebesar

+5% dan untuk jatuh tegangan sebesar -10% [4]. Berdasarkan hasil simulasi yang

dilakukan tidak ada profil tegangan yang melebihi dari -10% jadi untuk profil

tegangan masih dalam batasan normal. Tetapi bisa dilihat pada hasil simulasi untuk

Page 35: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

24

beberapa wilayah dengan pemasangan kapasitor bank pada group compensation

terjadi perbaikan profil tegangan yang sangat baik dibandingkan dengan

pemasangan kapasitor bank pada global compensation.

4.5 Perbaikan Rugi Rugi Daya

Berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan pada program ETAP yang terlampir

dapat dilihat rugi-rugi daya yang terjadi. Pada simulasi ini terdapat dua rugi-rugi

daya, yaitu rugi-rugi daya aktif dan rugi-rugi daya reaktif. Sebelum dilakukan

pemasangan kapasitor bank rugi-rugi daya aktif pada jaringan CHF 3 PT Bukit

Asam sebesar 67.9 kW dan rugi rugi daya reaktif sebesar 145.9 Kvar. Setelah

pemasangan kapasitor bank global compensation rugi-rugi daya aktif menjadi 62.6

kW, rugi-rugi daya reaktif sebesar 143.3 kVAR, dan untuk pemasangan kapasitor

bank group compensation rugi-rugi daya aktif menjadi sebesar 57 kW dan rugi-rugi

reaktif menjadi sebesar 130.2 kVAR. Dari data diatas dapat dilihat bahwa rugi-rugi

daya aktif dan reaktif yang paling kecil adalah dengan pemasangan kapasitor bank

group compensation.

4.6 Nilai Ekonomi

Faktor terakhir yang menjadi pertimbangan untuk penempatan kapasitor bank

adalah faktor ekonomi. Penelitian ini akan membandingkan biaya yang dibutuhkan

untuk pembelian kapasitor bank dan juga membandingkan keuntungan pemasangan

kapasitor bank ini dalam perhitungan ekonomi. Pada pemasangan kapasitor bank

global compensation memerlukan 1300 kVAR dan 1304 kVAR untuk group

compensation agar faktor daya minimal menjadi 0.95 lagging. Untuk perawatan

dan operasi penelitian ini menetapkan umur dari kapasitor bank adalah 10 tahun.

Penempatan kapasitor bank global compensation pada tegangan 20 kV dan untuk

penempatan kapasitor bank group compensation dibagi menjadi 6 penempatan

yaitu 3 ditegangan 0.4 kV dan 3 ditegangan 20 kV. Sehingga didapatkan hasil

perhitungan seperti data pada Tabel 4.11.

Berdasarkan daftar harga dari program ETAP dana yang dibutuhkan dalam

perancangan kapasitor bank dapat kita lihat pada Tabel 4.10 dibawah ini :

Page 36: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

25

Tabel 4.10 Daftar harga perancangan kapasitor bank

Ratting tegangan

(kv) Harga/ kVAR Pemasangan operasi/tahun

0,48 Rp. 140.000,- Rp. 8.400.000,- Rp. 1.400.000,-/bank

20,8 Rp. 560.000,- Rp.16.800.000,- Rp. 4.000.000,-/bank

Dari data Tabel 4.10 maka didapatakan hasil perbandingan perhitungan biaya total

kapasitor bank dipusat distribusi dan kapasitor di subdistribusi seperti pada Tabel

4.11 dibawah ini. Untuk harga perawatan penulis menetapkan jangka waktu 10

tahun.

Tabel 4.11 Perhitungan biaya kapasitor bank

NO Keterangan Kapasitor bank global

compensation (rupiah)

kapasitor bank group

compensation

(rupiah)

1 harga total

kapasitor Rp. 728.000.000,- Rp. 599.080.000,-

2 harga instalasi Rp, 16.000.000,- Rp. 75.600.000,-

3

Harga operasi dan

perwatan dalam 10

tahun

Rp. 120.000.000,- Rp. 162.000.000,-

4 total biaya Rp. 864.000.000,- Rp. 836.680.000,-

Berdasarkan dari data loeses penelitian ini membandingkan penghematan yang

bisa dilakukan dari metode pemasangan kapasitor bank global compensation dan

kapasitor bank group compensation. Kapasitor bank global compensation mampu

melakukan penghematan daya aktif sebesar 5.3 kW dan daya reaktif sebesar 2.6

kVAR sedangkan kapasitor bank group compensation mampu melakukan

penghematan daya aktif sebesar 10.9 kW dan daya reaktif sebesar 15.7 kVAR.

PT Bukit Asam menggunakan pembangkit dari PLN sebesar 20 MW sebagai

cadangan dari sistem kelistrikan. Berdasarkan data perhitungan tarif daya listrik

yang telah ditetapkan oleh perusahaan listrik negara. Maka dapat menghitung

penghematan ekonomi yang dapat dilakukan oleh pemasangan kapasitor global

compensation dan group compensation yang hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.12.

Page 37: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

26

Tabel 4.12 Penghematan daya aktif dan reaktif kapasitor bank

Penghematan Global compensation Group compensation

Daya aktif Rp. 72.331.116/tahun Rp. 148.757.040/tahun

Daya reaktif Rp. 97.789.710/tahun Rp. 153.732.444/tahun

total Rp. 170.120.826/tahun Rp. 302.489.484/tahun

Pada Tabel 4.12 penghematan yang paling besar dilakukan pada pemasangan

kapasitor bank group compensation. Pemasangan kapasitor bank pada group

compensation ini mampu melakukan penghematan sebesar Rp. 302.489.484/tahun

sedangkan pemasangan kapasitor bank pada global compensation sebesar Rp.

170.120.826/tahun.

Berdasarkan data dari ETAP apabila perusahaan PT Bukit Asam tidak

menggunakan kapasitor bank maka akan dikenakan denda oleh PLN dikarenakan

faktor daya pada sistem kelistrikan PT Bukit Asam 0.844 lagging yang berarti

dibawah dari standard PLN yaitu 0.85 lagging [5]. Denda yang harus dibayar oleh

perusahan PT Bukit Asam kepada PLN apabila tidak menggunakan kapasitor bank

sebesar RP. 1.184.978/hari. Pada Tabel 4.13 membandingkan total biaya

perancangan kapasitor bank dengan keuntungan pemasangan kapasitor bank.

Dalam waktu berapa tahun biaya perancangan kapasitor bank dapat dikembalikan

dengan keuntungan pemasangan kapasitor bank tersebut. Penelitian ini

membandingkan pemakaian kapasitor bank dalam waktu 10 tahun kedepan.

Page 38: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

27

Tabel 4.13 Tabel keuntungan pemasangan kapasitor bank

Tahun Letak kapasitor bank

Global compensation Group compensation

0 - Rp. 864.000.000,- - Rp. 836.680.000,-

1 -Rp. 693.879.174,- - Rp. 534.190.516,-

2 - Rp. 523.758.348,- - Rp. 231.701.032,-

3 - Rp. 353.637.522,- + Rp. 70.788.452,-

4 - Rp. 183.516.696,- + Rp. 373.277.936,-

5 - Rp. 13395870,- + Rp. 675.767.420,-

6 + Rp. 156724956,- + Rp. 978.256.904,-

7 + Rp. 326845782,- + Rp. 1.280.746.388,-

8 + Rp. 496966608,- + Rp. 1.583.235.872,-

9 + Rp. 667087434,- + RP. 1.885.725.356,-

10 + Rp. 837208260,- + RP. 2.188.214.840,-

Pada tabel 4.13 dapat dilihat pada tahun ke-6 pemasangan kapasitor bank

pada global compensation baru mendapatkan keuntungan sedangkan pemasangan

kapasitor bank group compensation mendapatkan keuntungan pada tahun ke-3. Jadi

pemasangan kapasitor bank group compensation keuntungannya lebih besar

dibandingkan pemasangan kapasitor bank global compensation.

Page 39: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

28

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemasangan kapasitor bank group

compensation lebih optimal dibandingkan pemasangan kapasitor bank global

compensation pada jalur distribusi CHF 3 PT Bukit Asam. Berdasarkan 4 faktor

yang menjadi pertimbangan penelitian ini yaitu dari faktor rugi-rugi daya, profil

tegangan, cos phi (faktor daya), dan dari faktor ekonomi. Pemasangan kapasitor

bank group compensation mempunyai keunggulan dalam 3 faktor dibandingkan

dengan pemasangan kapasitor bank global compensation. Pemasangan kapasitor

bank pada group compensation mempunyai 3 faktor keunggulan dari 4 faktor yang

menjadi pertimbangan yaitu :

1. Pemasangan kapasitor bank group compensation mempunyai rugi-rugi daya 57

kW sedangkan pemasangan kapasitor bank global compensation sebesar 62.6

kW, jadi pemasangan kapasitor bank group compensation mempunyai rugi-rugi

daya yang lebih kecil dibandingkan pemasangan kapasitor bank global

compensation.

2. Profil tegangan pada pemasangan kapasitor bank group compensation lebih

bagus dibandingkan dengan pemasangan kapasitor bank global compensation

berdasarkan data yang ditunjukan pada Tabel 4.9.

3. Dari faktor ekonomi biaya pemasangan kapasitor bank group compensation

sebesar Rp.836.680.000,- sedangkan pemasangan kapasitor bank global

compensation sebesar Rp.864.000.000,- jadi biaya pemasangan kapasitor bank

group compensation lebih rendah dan juga dari keuntungan penghematan daya

jika dijadikan nilai ekonomi penghematannya lebih besar pemasangan kapasitor

bank group kompensation yaitu sebesar Rp. 302.489.484/tahun sedangkan

pemasangan kapasitor bank global compensation hanya sebesar Rp.

170.120.826/tahun.

Untuk keadaan cos phi (faktor daya) pada saat pemasangan kapasitor bank

Page 40: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

29

global compensation maupun group compensation mempunyai faktor daya yang

sama yaitu sebesar 0.961.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan dari penilitian ini adalah sebagai berikut :

1. Dengan adanya penilitan ini diharapkan menjadi acuan untuk melakukan

penghematan biaya listrik khususnya bagi indsutri yang menggunakan kapasitas

daya yang besar dalam penggunaan beban induktif sehingga dapat mengurangi

rugi-rugi dari sistem tenaga listrik.

2. Diharapkan penelitian ini dapat dilanjutakan oleh peniliti lain untuk dapat

menemukan metode yang lebih baik dari metode yang digunakan.

Page 41: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

30

DAFTAR PUSTAKA

[1] Rahmat Putra Syawal, “ANALISA PENGARUH PEMASANGAN

KAPASITOR BANK TERHADAP FAKTOR DAYA ( STUDI KASUS

GARDU DISTRIBUSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU

OLEO ),” pp. 1–79, 2015.

[2] Http://www.pembangkitlistrik.com/perbaikan-susut-daya-dan-jatuh-

tegangan-dengan-pemasangan-kapasitor/, “Perbaikan Susut Daya dan Jatuh

Tegangan dengan Pemasangan Kapasitor,” pp. 1–7, 2018.

[3] http://listrik.org/pln/tarif-dasar-listrik-pln/, “Tarif Dasar Listrik PLN Maret,”

pp. 1–405, 2018.

[4] J. M. Elektro, A. S. Sampeallo, W. F. Galla, and R. A. Oematan, “Analisis

Jatuh Tegangan Pada Penyulang 20 kV Berdasarkan pada Perubahan Beban

( Studi Kasus Penyulang Penfui dan Penyulang Oebobo PT . PLN Persero

Rayon Kupang ),” vol. 1, no. 3, pp. 111–118, 2013.

[5] D. Tampubolon and M. Sjani, “OPTIMALISASI PENGGUNAAN

KAPASITOR BANK PADA JARINGAN 20 KV DENGAN SIMULASI

ETAP ( Studi Kasus Pada Feeder Srikandi di PLN Rayon Pangkalan Balai ,

Wilayah Sumatera Selatan ),” no. 1.

[6] T. N. Hartono, “Perancangan Alat Perbaikan Faktor Daya Beban Rumah

Tangga dengan Menggunakan Switching Kapasitor dan Induktor Otomatis,”

pp. 1–7.

[7] G. Arus, D. Tegangan, and P. R. Shaniya, “Perencanaan Alat Koreksi Faktor

Daya Dengan Metode Perbandingan.”

[8] P. Biaya, L. Di, and K. U. D. Tani, “Analisa perbaikan faktor daya untuk

penghematan biaya listrik di kud tani mulyo lamongan.”

Page 42: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

31

LAMPIRAN

Gambar diagram segaris simulasi CHF 3

Page 43: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

32

Gambar hasil simulasi aliran daya tanpa kapasitor bank

Page 44: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

33

Gambar hasil simulasi aliran daya dengan kapasitor bank global compensation

Page 45: TA/Sekjur/TE/2018/010 ANALISA OPTIMALISASI …

34

Gambar hasil simulasi aliran daya dengan kapasitor bank group compensation